¿Qué es la distorsión de intermodulación transitoria?

La distorsión de intermodulación transitoria (TIM) generalmente se mide al colocar una ráfaga de una frecuencia fija en un amplificador y luego medir lo que realmente sale. Por el análisis de Fourier, puede ver que cambiar la amplitud de una frecuencia en realidad implica frecuencias adicionales. Esta es la razón por la que las estaciones de radio AM no se pueden espaciar demasiado juntas. No solo se irradian a la frecuencia de la portadora, sino a un cierto rango a cada lado de la frecuencia de la portadora.

Las frecuencias adicionales de una ráfaga de una sola frecuencia causan problemas particulares a algunos tipos de amplificadores, y la distorsión resultante parece más notable para los oyentes humanos que la distorsión más general. En otras palabras, la calidad de audio no se trata solo del nivel de distorsión total, sino también del tipo de distorsión. Diferentes tipos de distorsión son más objetables que otros, y TIM es del tipo más objetable. Esta es la razón por la que a veces hay una especificación separada para TIM además de la especificación de distorsión general.

TIM parece estar exacerbado por amplificadores que no tienen mucho margen de frecuencia por encima de la frecuencia más alta deseada, y una alta tasa de realimentación global. Las técnicas de diseño para minimizar TIM incluyen:

1. Hacer que la ruta de la señal interna del amplificador aún tenga una ganancia superior a la frecuencia de interés más alta. Por ejemplo, para un amplificador de audio "HiFi" que debe funcionar hasta 20 kHz, es posible que desee que las etapas individuales sean razonablemente planas a 100 kHz.

2. Un simple filtro pasivo de paso bajo delante del amplificador que limita las señales entrantes por encima del rango operativo especificado. Esto, junto con el punto 1, significa que la parte activa del amplificador solo verá las frecuencias para las que su ganancia es relativamente plana. Esto puede ser tan simple como un filtro R-C de una o dos etapas.

3. La ganancia de cada etapa debe ser estable y bien definida. No confíe en la retroalimentación global para lidiar con la ganancia alta y sin restricciones de etapas individuales.

4. Mantenga la retroalimentación global bastante baja, que es lo mismo que decir que mantenga la ganancia de bucle abierto del amplificador general solo un poco por encima de la ganancia final deseada de todo el amplificador. 10-15 dB parece ser un rango razonable. Si todas las etapas individualmente tienen una ganancia razonablemente plana, entonces no se necesitará mucha retroalimentación para garantizar una ganancia global y predecible de todos modos.

La fuente frecuente de TIM es el par de cola larga en la parte frontal del circuito del amplificador de potencia. Es interesante la experiencia de que si usa este tipo de amplificador de potencia en modo no inversor, a menudo se enfrenta con TIM en el sonido, pero si lo usa en modo inverso, desaparece. En el modo no inversor, el transistor a cuya base está conectada la retroalimentación causa un pequeño retraso debido a su capacitancia base-colector. Resulta un pequeño error de fase en los emisores conectados de los dos transistores de los pares de cola larga, lo que es una fuente típica de TIM. Puede incluso medirlos como un pico en la señal en los emisores conectados entre sí del par de cola larga. Si conecta la retroalimentación negativa a la base del transistor de entrada, entonces la resta no se ve afectada por la capacidad mencionada anteriormente y el TIM desaparece.